专利名称：多功能数字转速仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种数字转速仪，尤其是利用数字电子技术实现转速测定，转数累计，自动定位控制报警等多种功能的数字转速仪。
随着数字电子技术的发展，数字转速仪也得到了很大发展。数字转速仪用于测量各种转动机械的转速，读数直观，使用方便，性能可靠，应用广泛。现有的数字转速仪品种很多，主要是用测频法和测周法测量并显示转速(如XJP－10型数字转速仪)。
在许多试验装置和机械中，为了更好地控制工作状态，不仅需要测量显示转速，而且需要显示机械运转的累计转数，并能同时读出某一累计转数时的转速，还要求能自动控制机械的运转量。例如，磨损试验机为了研究磨损规律，不仅需要知道磨损过程中试样的转速，而且需要知道磨损时试样的累计转数，还要求能使试验机完成预定的转数后自动停止，以便按不同工作转数测定试样的磨损量。
本实用新型的目的是提供一种转速测定，转数累计，自动定位控制等多功能数字转速仪。
图一是数字转速仪的原理框图。
图二是放大整形电路图。
图三是使用该仪器与磨损试验机系统示意图。
本转速仪由传感器1、放大整形电路2、显示器3和4、时基振荡电路5、分频电路6、门控电路7、延时电路8、计数电路10、预置电路11、比较电路12、定位执行器14、报警器15、稳压电源17等部分构成。
传感器将机械转动量转换为交变的电信号，放大整形电路将该信号放大整形成脉冲信号，该脉冲信号分成三路一路作为转数累计器信号；一路作为转速测量器信号；一路作为定位控制器信号。因转数累计、转速测量、定位控制都来自同一信号源。从而达到同时显示，同步控制的目的。传感器输出端与放大整形电路输入端连接，放大整形电路的输出端分别与转数累计器输入端，转速计数输入开关K1、定位控制计数电路的输入端连接。
转数累计信号输入计数、寄存、译码、驱动、LED七笔数字显示组合的显示器，即可显示累计转数，结构非常简单。
转速计数信号输入转换开关，通过转换开关即可选择测周法和测频法二种方式测量显示转速。运转速度较低时用测周法，运转速度较高时用测频法。
定位控制信号输入二——十进制计数器与数字预置电路，经比较后输出到放大电路，驱动控制执行器。
本实用新型的传感器1采用红外转速传感器(HWC－2型)，将机械转动量转换成电信号输入放大整形电路2整形成脉冲信号，该脉冲信号分成三路，分别作为转数累计、转速测量和定位控制的输入信号。
放大整形电路图是由传感器1得到的电信号Vi经电阻18输入晶体三极管22的基极进行放大，放大后的信号通过高速CMOS施密特整形门23和24，整形成标准数字脉冲信号VO。电阻20为三极管22的基极偏置电阻，电阻21为三极管22的集电极负载电阻，电容19滤除高频干扰信号。
转数累计是将由放大整形电路2来的脉冲信号直接输入显示器3，即可显示累计转数。显示器3采用JX1401A，这是一种计数、寄存、译码、驱动集成电路与LED七段数码显示组合成的二——十进制四位数字显示器，结构简单，体积小，使用方便，有进位输出，位数不够时可以增加。
放大整形电路2输出端通过K1与门控电路7的输入端连接，分频器6的输出端通过K1、K2与门控电路7的输入端连接。转速测量是将放大整形电路2来的脉冲信号输入转换开关K1(2×2)，当K1接F端时为测频法测转速，脉冲信号输入计数门9(CC4011的一个与非门)的其中一个输入端，同时通过开关K2(1×2)选择分频器6来的计数开门时间脉冲，经门控电路7将门控时间脉冲送至计数门9的另一输入端，使计数门9开放K2所选择的时间后关闭，在计数门9的输出端得到开门时间内的转速计数脉冲，输入显示器4(JX1401A)，即可显示转速值。当选择开关K2接6秒时，显示转速单位为转／分，测量范围为1～9999转／分。当选择开关接0.1秒，显示转速单位为转／秒，测量范围为1～9999转／秒。在用测周法测转速时，K1接T端，放大整形后的脉冲信号经门控电路7输入计数门9的一个输入端，作为测周门控信号，使计数门开放0.1转后关闭。计数门的另一输入端接来自分频器6的时基脉冲，则在计数门的输出端即得到与转动周期对应的时间脉冲，输入显示器4即可显示转动周期值。若选择开关K2接0.1秒，则显示周期的单位为秒／转，测量范围为1～0.006转／分。
时基振荡器5用5G1555时基电路，振荡频率为1000Hz，经二次10分频得0.1秒的脉冲，再经一次10分频和一次6分频得6秒的脉冲。分频器6由任意进制计数器C186构成。门控电路7由双D触发器(CC4013B)和一个与非门构成，其作用是使计数门开门时间准确。门控电路7的一个输出端与延时电路8的输入端连接，延时电路8的输出端分别与显示器4和门控电路7的复位端连接。延时电路是在门控电路使计数门关闭后，使显示器4所显示的转速数字保持一定的时间，给门控电路7提供复位脉冲，给显示器4提供自动清零脉冲。延时电路由斯密特触发器和微分电路组成。
计数电路10的输入端与放大整形电路2的输出端连接。自动定位控制是将由放大整形电路2来的脉冲信号输入计数电路10，它由二——十进制计数器(CD4518)构成，每只计数器的8421码输出端分别接预置电路11(由BCD码数字拨盘开关KDP1－3构成)中相应拨盘开关的输入端，拨盘开关的输出端分别接四与非门(构成比较电路12)的四个相应输入端。比较电路12的输出端与放大电路13的输入端连接，当计数器的输出端与预先设定的拨盘开关的数字完全相符时在四与非门的输出端即得到定位控制信号，经放大电路13放大后驱动控制执行器14(可用继电器)，使电机停止运转，实现自动定位控制，同时报警器15发出声光报警信号。
该仪器中除传感器1与被测机械转动部分连接外，其余部分安装在一块印刷电路板上构成仪器主体。传感器信号以同轴屏蔽线及插头座与仪器输入端即放大整形电路输入端相连，控制执行器的输出信号以屏蔽线及插头座与驱动电源联接，很容易与各种转动机械联成测量控制系统，使用方便。下面以该转速仪在磨损试验机上的应用为实例，说明其工作情况。
在磨损试验中，该仪器主要用于测量磨损试样的转速和累计转数，并使磨损试样经过预定转数后自动停止，以便在一定的条件下研究试样的磨损情况。使用该仪器与磨损试验机系统示意图如图三。其中虚线框内为该仪器主体部分。传感器1从试验机磨损试样转动部分25取得信号，输入放大整形电路2，将K1和K2的位置拨至所要求的读数方式，将预置电路11的数字置于磨损试验要求的转数预定数字，仪器的控制信号输出用屏蔽线与试验机的电机电源16相联。当系统开始工作以后，显示器3随时显示磨损试样的累计转数，显示器4显示磨损试样的转速。当显示器3显示的累计转数与预置数字相同时，计数电路10的计数与预置电路11的预定数相同，比较器12输出符合信号，通过放大电路13放大后推动控制执行器14动作，使电机电源16切断，试验机自动停止运转，同时报警器15发出声光信号，提醒试验人员观察测量经过预定转数磨损后的各项磨损指标。
本实用新型的优点是采用数字集成电路，结构简单，性能可靠，因一机多能，元件作用发挥充分，成本较低。
权利要求1.一种数字转速仪其特征在于传感器输出端与放大整形电路输入端连接，放大整形电路的输出端分别与转数累计器输入端，转速计数输入开关K1，定位控制计数电路的输入端连接。
2.根据权利要求1所述的一种转速仪，其特征在于所说的转速计数器的测速方式的转换采用2×2的转换开关。
3.根据权利要求1所述的一种转速仪，其特征在于所说的定位控制器，采用二——十进制计数器和数字拨盘开关。
专利摘要本实用新型公开了一种多功能数字转速仪、它是由传感器输出的信号，经放大整形电路放大整形后的脉冲信号分成三路一路作为转数累计器信号；一路作为转速计数器信号；一路作为定位控制器信号。组成转速测定，转数累计，自动定位控制报警等多种功能的转速仪。本实用新型采用数字集成电路，结构简单，性能可靠，使用方便，一机多用，成本低廉。
文档编号G01P3/481GK2058993SQ8920120
公开日1990年7月4日 申请日期1989年1月24日 优先权日1989年1月24日
发明者陈溪芳, 沈德显, 赖新途 申请人:浙江大学